Teória a základy

Naposledy skontrolované 30. júla 2026

Triedy kvality vyvažovania podľa ISO 21940-11: Ako vybrať správnu toleranciu pre vaše zariadenie

StručneTrieda kvality vyváženia G je prípustná merná nevyváženosť vynásobená uhlovou rýchlosťou v mm/s: drviče G16, ventilátory a čerpadlá G6,3, plynové a parné turbíny G2,5, vretená G1,0 alebo G0,4. Tolerancia vyplýva zo vzťahu e per = (G × 9549) / n a následne U per = e per × M.

Kedy to platí

  • Stanovenie objektívneho akceptačného kritéria vyvažovania
  • Výber ekonomicky oprávnenej triedy presnosti
  • Výpočet prípustnej zvyškovej nevyváženosti rotora

Kedy to neplatí

  • Nepožadujte prísnejšie triedy G, ako je potrebné
  • Trieda G je zvyšková nevyváženosť, nie vibrácie skrine
  • Vzťahuje sa na rotory s tuhým správaním, nie len na limity vibrácií

Kvalitu vyvažovania treba posudzovať nie subjektívne („vibrácie klesli“), ale podľa objektívnych, merateľných kritérií. Medzinárodné normy stanovujú jasné požiadavky na prípustnú zvyškovú nevyváženosť po vyvažovaní.

Kľúčovým dokumentom je ISO 21940-11 (predtým ISO 1940-1:2003), „Mechanické vibrácie — Vyvažovanie rotorov — Postupy a tolerancie pre rotory s tuhým správaním“.

Prečo sú normy potrebné:

  • Menia subjektívny úsudok na objektívne, merateľné kritérium
  • Slúžia ako základ pre akceptáciu práce zákazníkom
  • Zabezpečujú rovnováhu medzi technickou nevyhnutnosťou a ekonomickým zmyslom
  • Chránia dodávateľa aj zákazníka v prípade sporu

Čo je trieda G — jednoducho vysvetlené

Trieda kvality vyvažovania (označená písmenom G) definuje prípustnú zvyškovú nevyváženosť po vyvažovaní. Čím nižšie číslo G, tým prísnejšia požiadavka na presnosť vyvažovania.

Fyzikálny význam: číslo G sa rovná obežnej rýchlosti ťažiska rotora pri prevádzkových otáčkach — súčinu prípustnej mernej nevyváženosti a uhlovej rýchlosti (eper × Ω), vyjadrenej v mm/s. Napríklad trieda G6,3 zodpovedá 6,3 mm/s.

Dôležité: toto je vlastnosť zvyškovej nevyváženosti, nie rýchlosti vibrácií skrine alebo puzdra ložiska meranej na bežiacom stroji podľa ISO 20816-3. Tieto dve hodnoty spolu súvisia, ale nie sú totožné.

Dôležitý princíp: každý typ zariadenia má svoju odporúčanú triedu kvality vyvažovania, ktorá zostáva konštantná bez ohľadu na otáčky alebo hmotnosť rotora. Napríklad:

  • Drviče → vždy trieda G16
  • Ventilátory a čerpadlá → vždy G6,3
  • Plynové a parné turbíny → G2,5 (vodné turbíny → G6,3)
  • Vretená → vždy G1,0 alebo G0,4
Prečo nie je vhodné požadovať nadmernú presnosť: vyvažovanie na triedu G1,0, keď postačuje G6,3, výrazne zvyšuje náklady a čas práce bez akéhokoľvek praktického prínosu. Norma vám pomáha nájsť rozumný kompromis medzi kvalitou a nákladmi.

Tabuľka tried kvality vyvažovania G pre rôzne zariadenia

Tabuľka: Trieda G, Veľkosť triedy eper·Ω (mm/s), Typ zariadenia, Príklady rotorov
Trieda G Veľkosť triedy eper·Ω (mm/s) Typ zariadenia Príklady rotorov
G4000 4000 Veľmi hrubé vyvažovanie Kľukové hriadele veľkých, pomalobežných lodných dieselových motorov (rýchlosť piestu pod 9 m/s), zo svojej podstaty nevyvážené
G16 16 Hrubé vyvažovanie Drviče, hriadele poľnohospodárskych strojov, hnacie (kardanové) hriadele
G6,3 6,3 Štandardná priemyselná kvalita Rotory čerpadiel, obežné kolesá ventilátorov, odstredivky a separátory, turbodúchadlá, vodné turbíny, ozubené kolesá, obrábacie stroje, kotvy elektromotorov, komponenty procesných zariadení
G2,5 2,5 Vyššia kvalita Rotory plynových a parných turbín, kompresory, pohony obrábacích strojov, elektromotory nad 950 ot/min, textilné stroje
G1,0 1,0 Presné vyvažovanie Pohony brúsiacich strojov, pohony audio a video techniky
G0,4 0,4 Ultrapresné vyvažovanie Vretená presných brúsiacich strojov, gyroskopy

← Pozrite aj sekciu o triedach kvality vyvažovania v kompletnom sprievodcovi

Ako vypočítať prípustnú zvyškovú nevyváženosť

ISO 21940-11 umožňuje vypočítať konkrétnu hodnotu prípustnej zvyškovej nevyváženosti, ktorá slúži ako cieľová hodnota počas vyvažovania.

Výpočet sa vykonáva v dvoch etapách:

Etapa 1: Určenie prípustnej mernej nevyváženosti (eper)

Vzorec:

eper = (G × 9549) / n

Kde:

  • G — trieda kvality vyvažovania (napríklad 6,3)
  • n — prevádzkové otáčky, ot/min
  • eper — prípustná merná nevyváženosť, μm (alebo g·mm/kg)

Etapa 2: Výpočet prípustnej zvyškovej nevyváženosti (Uper)

Vzorec:

Uper = eper × M

Kde:

  • M — hmotnosť rotora, kg
  • Uper — prípustná zvyšková nevyváženosť, g·mm
Kalkulátor tolerancie vyvažovania v softvéri Balanset-1A

Obr. 1. Okno výpočtu tolerancie vyvažovania v softvéri Balanset-1A: automatický výpočet podľa ISO 1940-1

Vyvažovanie s overením podľa noriem

Vykonávame vyvažovanie s toleranciou vypočítanou podľa ISO 21940-11 a vydávame osvedčenie o zhode

Objednať službu

Riešené príklady

Príklad 1: priemyselný ventilátor

Vstupné údaje:

  • Hmotnosť rotora (obežné koleso + hriadeľ): M = 150 kg
  • Prevádzkové otáčky: n = 1500 ot/min
  • Trieda kvality vyvažovania: G = 6,3 (štandard pre ventilátory)

Výpočet:

  1. eper = (6,3 × 9549) / 1500 = 40,1 μm (g·mm/kg)
  2. Uper = 40,1 × 150 = 6015 g·mm

Záver: po vyvažovaní nesmie zvyšková nevyváženosť prekročiť 6015 g·mm (alebo ~6000 g·mm zaokrúhlene). Pri dvojrovinovom vyvažovaní sa tolerancia delí rovnomerne: každá rovina dostane Uper/2.

Príklad 2: rotor elektromotora 30 kW

Vstupné údaje:

  • Hmotnosť rotora: M = 25 kg
  • Prevádzkové otáčky: n = 3000 ot/min
  • Trieda kvality vyvažovania: G = 2,5 (vyššia kvalita)

Výpočet:

  1. eper = (2,5 × 9549) / 3000 = 7,96 μm
  2. Uper = 7,96 × 25 = 199 g·mm

Záver: motor vyžaduje presnejšie vyvažovanie (trieda G2,5 namiesto G6,3), pretože beží pri vysokých otáčkach.

Príklad 3: vreteno brúsiaceho stroja

Vstupné údaje:

  • Hmotnosť vretena s nástrojom: M = 5 kg
  • Prevádzkové otáčky: n = 6000 ot/min
  • Trieda kvality vyvažovania: G = 1,0 (presné vyvažovanie)

Výpočet:

  1. eper = (1,0 × 9549) / 6000 = 1,59 μm
  2. Uper = 1,59 × 5 = 7,95 g·mm

Záver: pri vysokorýchlostných presných vretenách sú požiadavky veľmi prísne — tolerancia je približne 25-krát menšia ako pri ventilátoroch.

Praktická aplikácia: ak záverečná správa o vyvažovaní ukazuje, že zvyšková nevyváženosť je v rámci vypočítanej tolerancie ISO, práca sa považuje za vykonanú na vysokej úrovni. Ide o objektívne, právne relevantné kritérium.

Okrem ISO 21940-11 (tolerancia nevyváženosti) existuje ISO 20816-3:2022 — ktorá nahradila zrušenú normu ISO 10816-3 — upravujúca prípustné hladiny vibrácií zariadení merané na puzdrách ložísk. Klasifikuje stroje do skupín a 2 typov základov (tuhý/pružný).

Tabuľka: hranice zón hodnotenia vibrácií podľa ISO 10816-3:2009, príloha A (mm/s RMS)
Skupina strojov Základ Hranice zón (mm/s)
A/B
Dobrý		 B/C
Prijateľný		 C/D
Alarm
Skupina 1 (Veľké stroje)
P > 300 kW; elektrické stroje s osovou výškou H ≥ 315 mm		Tuhý2,34,57,1
Pružný3,57,111,0
Skupina 2 (Stredné stroje)
15 kW < P ≤ 300 kW; elektrické stroje s osovou výškou 160 mm ≤ H < 315 mm		Tuhý1,42,84,5
Pružný2,34,57,1

Poznámka: uvedené hodnoty pochádzajú z ISO 10816-3:2009, prílohy A. Túto časť teraz nahrádza ISO 20816-3:2022. Vyberte riadok zodpovedajúci vášmu stroju: hraničná hodnota uvedená bez skupiny a typu základu nemá zmysel — samotná hranica A/B sa podľa ISO 20816-1:2016 pohybuje v rozmedzí 0,71 až 4,5 mm/s v závislosti od typu stroja.

Dekódovanie zón stavu:

Zóna A: Dobrý

Stav nového zariadenia. Nie je potrebné žiadne opatrenie.

Zóna B: Prijateľný

Prevádzka bez obmedzení je povolená. Odporúča sa monitorovanie.

Zóna C: Dočasne prijateľný

Zariadenie potrebuje diagnostiku na zistenie a odstránenie príčin vibrácií.

Zóna D: Neprijateľný (Alarm)

Vibrácie môžu spôsobiť poškodenie. Dôrazne sa odporúča odstaviť stroj na opravu.

Kritické hladiny vibrácií:

  • Prekročenie hranice C/D vašej skupiny strojov (4,5 mm/s pre stredné stroje, 7,1 mm/s pre veľké stroje na tuhých základoch — pozri tabuľku vyššie) posunie stroj do zóny D: je potrebné ho odstaviť na diagnostiku, aby sa predišlo zničeniu ložísk a skrine
  • Výrazné prekročenie tejto hranice môže viesť k únavovým trhlinám zvarov skrine a rýchlemu zlyhaniu komponentov.

Obe normy sa navzájom dopĺňajú: ISO 21940-11 definuje cieľovú kvalitu vyvažovania, zatiaľ čo ISO 20816-3 hodnotí skutočný vibračný stav stroja.

Záver

ISO 21940-11 nie je len formálnou požiadavkou, ale praktickým nástrojom na zabezpečenie kvality vyvažovania. Umožňuje vám:

  • Objektívne posúdiť kvalitu vykonanej práce
  • Zvoliť ekonomicky oprávnenú úroveň presnosti
  • Chrániť záujmy zákazníka aj dodávateľa
  • Poskytnúť zdokumentovaný dôkaz kvality

Moderné prístroje na vyvažovanie, ako je Balanset-1A, majú vstavaný kalkulátor tolerancií podľa ISO 1940-1, ktorý automaticky vypočítava cieľové hodnoty a porovnáva s nimi dosiahnuté výsledky.

Pozri tiež: typy nevyváženosti a spôsoby ich korekcie

Vyvažovanie podľa noriem ISO

Prístroje a služby s toleranciami vypočítanými podľa noriem

Prístroj Balanset-1A

Vstavaný kalkulátor tolerancií podľa ISO 1940-1

Kúpiť prístroj

Vyvažovacie služby

Vyvažovanie s výpočtami podľa ISO a osvedčením o zhode

Objednať službu
Napíšte nám na WhatsApp

Rýchly kontrolný zoznam

  • Vyberte triedu G pre váš typ zariadenia
  • Zaznamenajte prevádzkové otáčky (ot/min) a hmotnosť rotora
  • Vypočítajte e_per = (G x 9549) / n
  • Vypočítajte U_per = e_per x M
  • Overte, že zvyšková nevyváženosť je v rámci tolerancie
  • Vydajte osvedčenie o zhode
Ďalší krokSkontrolujte prevádzkové vibrácie podľa zón stavu ISO 20816-3.